2021届高考物理(全国通用版)大一轮复习检测:第八章 恒定电流 第1课时 部分电路的规律及应用 Word版含解析
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电流、电阻定律的理解及应用
1.铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动速率为( D )
A.光速cB.
C. D.
解析:假设电子定向移动的速率为v,那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S中的自由电子数,而体积为vtS的铜的质量为vtSρ,摩尔数为,所以电荷量q=,I= QUOTE =,于是得v=,故选项D正确.
2.一根阻值为R的均匀电阻丝,长为L、横截面积为S,设温度不变,在下列情况下其电阻值仍为R的是( C )
A.当L不变,S增大一倍时
B.当S不变,L增大一倍时
C.当L和S都缩小为原来的1/2
D.当L和横截面的半径都增大一倍时
解析:长度不变,横截面积增大一倍时,有R1=ρ QUOTE = QUOTE R,故选项A错误;横截面积不变,长度增大一倍时,有R2=ρ QUOTE =2R,故选项B错误;当L和S都缩为原来的一半,有R3=ρ QUOTE =R,故选项C正确;长度变为2倍,横截面的半径增大一倍,则横截面积变为原来的4倍,则R4=ρ QUOTE = QUOTE R,故选项D错误.
3.欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律.有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a,b,c,且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是( A )
解析:根据电阻定律R=ρ QUOTE ,电阻阻值最小的应该是横截面积最大,长度最短;A图中,横截面积最大,长度最短,故A图电阻阻值最小,选项A正确.
欧姆定律、伏安特性曲线的应用
4.如图所示,a,b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( B )
A.a代表的电阻丝较粗
B.b代表的电阻丝较粗
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
解析:b图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律R=ρ QUOTE ,可知b代表的电阻丝较粗,选项B正确,A,C错误;电阻是导体本身的性质,与电阻两端的电压无关,选项D错误.
5.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( B )
A.B点的电阻为12 Ω
B.B点的电阻为40 Ω
C.导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω
D.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
解析:根据电阻的定义式可以求出A,B两点的电阻分别为RA= Ω=
30 Ω,RB= Ω=40 Ω,所以ΔR=RB-RA=10 Ω,故选项B正确,A,C,D错误.
6.导学号 00622526(多选)在如图(甲)所示的电路中,L1,L2,L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示.当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25 A,则此时( BD )
A.L1上的电压为L2上电压的2倍
B.L1消耗的电功率为0.75 W
C.L2的电阻为12 Ω
D.L1,L2消耗的电功率的比值大于4∶1
解析:电路中的总电流为0.25 A,L1中的电流为0.25 A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V,L1消耗的电功率为P1=U1I1=0.75 W,选项B正确;根据并联电路规律,L2中电流为0.125 A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V,L1的电压大约为L2电压的10倍,选项A错误;由欧姆定律,L2的电阻为R2= QUOTE = Ω=2.4 Ω,选项C错误;L2消耗的电功率为P2=U2I2=0.3×0.125 W=0.037 5 W,则L1,L2消耗的电功率的比值大于4∶1,选项D正确.
串、并联电路及电表改装
7.(多选)用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V,分别将其串联和并联在一起,然后接入电路中,通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是( AD )
A.图(甲)中电压表的指针偏角比电流表的大
B.图(甲)中电压表的指针偏角比电流表的小
C.图(乙)中电压表的指针偏角比电流表的大
D.图(乙)中电压表的指针偏角比电流表的小
解析:图(甲)中由于电流表的电流计是并联在电路中,电压表的电流计是串联在电路中,而串联电路的电流相等,由于电流表的定值电阻分流的原因,通过电流表的电流计的电流小于电压表的,所以电压表的指针偏角比电流表的大,选项A正确,B错误;图(乙)中电压表和电流表是并联在一起的,两端的电压是相等的,由于电压表中的定值电阻的分压原因,电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压,所以图(乙)中电压表的指针偏角比电流表的小,选项C错误,
D正确.
8.(多选)将分压电阻串联在电流表上,改装成电压表,下列说法中正确的是( BD )
A.接上分压电阻后,增大了原电流表的满偏电压
B.接上分压电阻后,电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上,电流表的满偏电压不变
C.如果分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大到n倍
D.通电时,通过电流表和分压电阻的电流一定相等
解析:电流表改装成电压表后,电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上,电流表的满偏电压并不改变,并且电流表和分压电阻是串联关系,通过的电流一定相等,故选项A错误,B,D正确.如果分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大到(n+1)倍,故选项C错误.
9.导学号 00622527用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1,A2,若把A1,A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( B )
A.图(a)中的A1,A2的示数相同
B.图(a)中的A1,A2的指针偏角相同
C.图(b)中的A1,A2的示数和偏角都不同
D.图(b)中的A1,A2的指针偏角相同
解析:因为两个相同的表头在(a)图中加上了相同的电压,故偏角相同,但量程不同、示数不同,选项A错误,B正确;(b)图中改装后的A1,A2流过相同的电流,故示数相同,量程大的偏角小,故选项C,D错误.
电功、电功率、焦耳定律的应用
10.如图所示,把两个相同的灯泡分别接成甲、乙两种电路,甲电路总电压为8 V,乙电路总电压为16 V,调节变阻器使两灯都正常发光,此时,两电路消耗的总功率分别为P甲,P乙,则下列关系中正确的是( C )
A.P甲>P乙 B.P甲
C.P甲=P乙 D.无法确定
解析:两灯泡规格相同且正常发光,甲中灯泡并联,电流为I甲=2I额;乙中灯泡串联,电流为I乙=I额,所以P甲∶P乙=(U甲I甲)∶(U乙I乙)=(8×
2I额)∶(16×I额)=1∶1,故P甲=P乙,选项C正确.
11.导学号 00622528(多选)如图所示,一直流电动机与阻值R=9 Ω的电阻串联在电源上,电源电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10 V,已知电动机线圈电阻RM=1 Ω,则下列说法中正确的是( BCD )
A.通过电动机的电流为10 A
B.电动机的输入功率为20 W
C.电动机的热功率为4 W
D.电动机的输出功率为16 W
解析:根据闭合电路欧姆定律有E=U+I(r+R),解得I==2 A,故选项A错误;电动机的输入功率P入=UI=10×2 W=20 W,电动机的热功率P热=I2RM=22×1 W=4 W,电动机的输出功率P出=P入-P热=20 W-4 W=16 W,故选项B,C,D正确.
【素能提升】
12.导学号 00622529(2016·湖南衡阳八校联考)如图所示,小灯泡的规格为“6 V 6 W”,滑动变阻器的最大阻值为R,大小未知.电源电压和灯丝电阻均保持不变.
(1)求小灯泡的电阻.
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值为 QUOTE 时,灯泡的功率为P1;当滑动变阻器接入电路的阻值为R时,灯泡的功率为P2.已知 QUOTE = QUOTE ,求滑动变阻器的最大阻值R.
(3)假如滑动变阻器接入电路的阻值为 QUOTE 时,小灯泡正常发光.求电源电压.
解析:(1)根据P=UI可得,灯泡的额定电流IL= QUOTE =1 A
根据欧姆定律可得,灯泡的电阻
RL= QUOTE =6 Ω.
(2)因为P=I2R,
QUOTE = QUOTE
所以 QUOTE = QUOTE
因为电源电压不变,
所以U=I1(RL+ QUOTE )=3I2(RL+ QUOTE )=I2(RL+R),
即3×(6 Ω+ QUOTE )=6 Ω+R,解得R=48 Ω.
(3)灯泡正常发光时,电路中的电流I=IL=1 A,
电源电压
U=I(RL+ QUOTE )=1×(6+ QUOTE ) V=12 V.
答案:(1)6 Ω
(2)48 Ω
(3)12 V
13.导学号 00622530电热毯是人们常用的电热式家用电器,它一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同.如图为某种电热式用电器的简化电路图,主要元件有电阻丝R1,R2与自动开关S.
(1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?
(2)用电器由照明电路供电(U=220 V),设加热时用电器的电功率为400 W,保温时用电器的电功率为40 W,则R1和R2分别为多大?
解析:(1)当开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1,此时功率P1= QUOTE ;当开关S断开时,R1,R2串联,此时功率为P2=,显然有P1>P2,故S闭合时,用电器处于加热状态;S断开时,用电器处于保温状态.
(2)加热时有P1= QUOTE ,保温时有P2=,代入数据解得R1=121 Ω,R2=1 089 Ω.
答案:(1)S闭合为加热,S断开为保温
(2)121 Ω 1 089 Ω
【备用题组】
1.把两根同种材料做成的电阻丝,分别接在两个电路中,甲电阻丝长为l,直径为d,乙电阻丝长为2l,直径为2d,要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两电阻丝上的电压应满足( C )
A.=1 B.= QUOTE C.= D.=2
解析:根据电阻定律R甲=ρ,R乙=ρ,P甲=,P乙=,若使P甲=P乙,即=,===2,则=,所以选项C正确.
2.(多选)如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的RI图像.现将甲、乙串联后接入电路中,则( BC )
A.甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小
B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大
C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少
D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
解析:将甲、乙两根电阻丝串联接入电路中,电流相等,由题图知,甲电阻丝的电阻大于乙电阻丝的电阻,由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率,B正确;由I= QUOTE 知甲电阻丝两端的电压比乙大,A错误;根据Q=I2Rt,知乙电阻丝产生的焦耳热少,C正确;由P=I2R知甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝大,D错误.
3.如图所示是某款电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关S1,S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出.已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W.关于该电吹风,下列说法正确的是( A )
A.电热丝的电阻为55 Ω
B.电热丝的电阻为 Ω
C.当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 120 J
解析:根据题述,电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W,可知电热丝热功率为880 W,由P= QUOTE 可得电热丝的电阻为R=55 Ω,选项A正确,B错误;当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为0,当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J,选项C,D错误.
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2021届高考物理(全国通用版)大一轮复习检测:《磁场》综合检测 Word版含解析: 这是一份2021届高考物理(全国通用版)大一轮复习检测:《磁场》综合检测 Word版含解析,共27页。
2021届高考物理(全国通用版)大一轮复习检测:第八章 恒定电流 第2课时 闭合电路的欧姆定律 Word版含解析: 这是一份2021届高考物理(全国通用版)大一轮复习检测:第八章 恒定电流 第2课时 闭合电路的欧姆定律 Word版含解析,共13页。